毕业设计（论文）_跑步机装置及控制系统的设计.doc

目录 摘要 1 第一章 绪论 3 1.1课题的背景和意义 3 1.2国内外数字化智能跑步机的研究现状 4 1.3必威体育精装版成果及课题发展趋势分析 6 1.4课题研究的目的及意义 6 第二章 跑步机的总体方案设计 8 2.1 系统结构 8 2.2 电动跑步机控制系统的组成 9 2.3 跑步机调速电机的选择 9 2.4 电动跑步机负载特性分析 10 2.5下位控制系统 11 2.6 无刷直流电动机的电流、位置、速度检测 12 2.7 无刷直流电动机的起动 14 2.8心率控制方案 15 2.9卡路里消耗计算模型 17 第三章 系统硬件体系结构 18 3.1人机交互系统 18 3.1.1上位机控制 18 3.1.2液晶显示 18 3.1.3矩阵键盘设计和控制 19 3.1.4语音控制 20 3.2下位机控制系统 20 3.2.1 无刷直流电动机的控制 21 3.2.2电源电路的设计 22 3.3 驱动电流的设计 24 3.3.1 驱动电路的设计要求 24 3.3.2 IR2130介绍 25 3.3.3 PWM驱动电路的设计 27 3.4 与上位机接口电路的设计 28 3.5 电流检测电路的设计 28 3.6 位置信号检测电路的设计 29 3.7 系统保护电路的设计 30 3.7.1 过流保护电路的设计 30 3.7.2 过压欠压保护电路的设计 31 3.8 心率检测模块 32 3.9 直流升降电机控制模块 32 3.10 超声波距离检侧模块 33 3.11 系统抗干扰设计 36 3.11.1 硬件电路杭干扰设计 37 3.11.2 软件的抗干扰设计 37 第四章 跑步机控制器软件体系设计 38 4.1下位机系统控制程序设计 38 4.1.1 矩阵键盘模块程序设计 38 4.2 程序锻炼模式实现 43 4.3 心率控制模式算法设计 44 4.4 安全控制算法设计 48 第五章 总结 51 参考资料………………………………………………………………….……52 英文翻译……………………………………………………………………….53 跑步机控制系统的设计 摘要：近年来，随着人们生活水平的提高和健身意识的增强，电动跑步机作为一种重要的健身器材得到了较为广泛的应用。传统的跑步机驱动系统为永磁直流有刷电机调速，但由于其固有的缺点，即有机械换向器和电刷从而导致电机容量有限、噪声大且可靠性不高，促使人们寻找一种低噪声、高可靠性和高效率的驱动电机。随着电力电子技术和微控制技术的迅速发展而成熟起来的永磁无刷直流电动机具有体积小、重量轻、效率高、噪声低、容量大且可靠性高等优点，因此使用无刷直流电机取代传统的直流电机作为跑步机驱动电机具有较大的研究价值。 本文以内置霍尔位置传感器的无刷直流电动机(BLDCM)为控制对象，提出了基于DSP芯片TMS320LF2407A的永磁无刷直流电动机调速系统设计方案。采用DSP系列芯片进行调速系统的设计，能够简化系统结构、降低系统成本、增强系统性能、满足更多应用场合的需要。 关键词:跑步机无刷直流电动机调速系统DSP位置传感器 The design of treadmill control system Abstract：In recent years, with the improvement of the peoples living standard and enhancement of the consciousness of health-training, treadmill, one of the most important health-training equipments, is becoming more and more Permanent-magnet DC servo motors are widely used in traditional treadmill popular driving systems. However, its inner deficiency-limited capability, big noise and low reliability because of its mechanical commentator and the brush, leads us to search for a kind of new drive motor with low noise, high efficiency and reliability instead of DC motor. Permanent-magnet brushless DC motor(BLDCM), which is more a